[发明专利]一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。

背景技术

随着全球经济的快速增长，对工程塑料力学性能要求越来越高，为了满足电子电器及汽车市场的需求，通常采取玻纤作为增强体，提高工程塑料的力学性能。在五大通用工程塑料中，PET工程塑料合成单体来源丰富，价格低廉，合成单耗最低，因此PET工程塑料价格与其它通用塑料相比极具竞争力。

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是五大通用工程塑料之一，具有优异的力学性能、耐热性、电绝缘性、耐化学试剂性，并且比其它工程塑料价格低廉，应用市场广泛，发展前景良好。但是长期以来，由于PET自身分子链结构刚性较大，玻璃化温度高（70～90℃），熔点在260℃左右，结晶温度范围相当大，注射时无法在常温下结晶，因为在70℃左右PET链段己经冻结，致使在实际的生产过程中结晶速率太慢，结晶度很低，模具温度高达90～130℃之间，成型周期长等问题对实际的工艺条件及设备提出了很高要求，严重的影响到它在工程塑料领域的发展。加快PET工程化进展的根本问题在于如何提高PET结晶速率，目前最常用方法也是根本解决方法是在PET树脂基体中添加成核剂。但单纯地添加成核剂，并不能满足一定特殊的要求，如对PET结晶度要求较高的产品等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料及其制备方法。

本发明提供的材料以玻璃纤维为增强体，其拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度得到提高。本发明通过在复合材料中加入成核剂和结晶促进剂，提高聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速度和晶体尺寸。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料，由包括以下重量份的组分制成：

聚对苯二甲酸乙二醇酯    100份，

成核剂              0.2~3.0份，

结晶促进剂          1.0~9.0份，

抗氧剂              0.1~0.5份，

液体石蜡            0.2~0.6份，

玻璃纤维                 35份。

所述的聚对苯二甲酸乙二醇酯，其特性粘度为0.8~1.0dl/g。

所述的成核剂选自滑石粉、硬脂酸镁、苯甲酸钠或Surlyn8920（乙烯和甲基丙稀酸共聚物的羧酸盐，杜邦公司）中的一种或一种以上。

所述的结晶促进剂选自聚己内酯、聚乙二醇或聚丙二醇中的一种或一种以上。

所述的抗氧剂选自四[β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯（抗氧剂1010）、三［2,4-二叔丁基苯基］亚磷酸酯（抗氧剂168）或β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯（抗氧剂1076）中的一种或一种以上。

所述的玻璃纤维的直径为5~25μm。

一种聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）将100份经干燥的聚对苯二甲酸乙二醇酯、0.2~3.0份成核剂、1.0~9.0份结晶促进剂、0.1~0.5份抗氧剂、0.2~0.6份液体石蜡在混合机中混合均匀；

（2）将上述混合料经上游喂料口，送入双螺杆挤出机，同时将35份玻璃纤维经下游喂料口，送入双螺杆挤出机熔融挤出、造粒；

（3）将上述粒料经过注塑机制备标准样条，测其性能，拉伸性能按照标准ASTM-D638测试，弯曲性能按照标准ASTM-D790测试，缺口冲击性能按照标准ASTM-D256测试。

所述的步骤（1）中聚对苯二甲酸乙二醇酯的干燥条件为：100～120℃烘箱中干燥8～16h。

所述的步骤（1）中的混合设备为高速混合机，混合时间为3~7min。

所述的步骤（2）双螺杆挤出机中熔融挤出的挤出温度为：245~270℃。

所述的步骤（3）注塑机制备标准样条的温度为：温度为250~270℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

（1）在复合材料中同时加入成核剂和结晶促进剂，要比单一加入成核剂或促进剂，更好地改善聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶速度、晶体尺寸和结晶时间，从而提高聚对苯二甲酸乙二醇酯的力学性能。

（2）在制备聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料中，将不同成核剂进行搭配使用，可以极大地提高聚对苯二甲酸乙二醇酯的结晶性能。